压制地震勘探随机噪声的分段时频峰值滤波方法

提高勘探资料信噪比是地震勘探的主要内容之一.本项研究利用短时能量将记录分成能量均衡的若干段,获得减少尺度变换误差的分段时频峰值滤波方法,并运用端点拓展和与地震信号特征匹配的多级时窗参数改进时频峰值滤波精度.理论模型和共炮点资料处理结果表明,分段时频峰值滤波很好地消除了尺度变化误差引起的信号波形阶梯状畸变,能够在压制强随机噪声的同时更好地保留信号特征.对低信噪比勘探资料处理具有较大的应用价值.

用时频峰值滤波方法消减地震勘探资料中随机噪声的初步研究

时频峰值滤波算法是一种新颖的基于时频分析的信号增强算法,能够有效地消除随机噪声,恢复有效波信息.本文将这种时频分析算法用于消除地震勘探资料中的随机噪声,对淹没于随机噪声下的40道共炮点记录进行时频峰值滤波,恢复出来的共炮点记录可以清楚地表现原始记录同相轴的位置.经过对40道中任选两道(即第21道和第7道)滤波前后的子波形态Wigner-Ville分布、傅立叶振幅谱等的比较,可知仅在谷值和峰值点误差较大,子波带宽相对误差小于25%.仿真试验表明信噪比可达-7dB,说明该方法可以有效地消减地震资料中的随机噪声.

基于SW统计量的自适应时频峰值滤波压制地震勘探随机噪声研究

由于金属矿区地震记录中随机噪声性质复杂且信噪比低,常规降噪方法难以达到预期的滤波效果.时频峰值滤波(TFPF)方法是实现低信噪比地震勘探记录中随机噪声压制的有效方法,但其在复杂地震勘探随机噪声下时窗参数优化问题仍难以解决.本文充分利用地震勘探噪声的统计特性,结合Shapiro-Wilk(SW)统计量辨识地震勘探记录中的微弱有效信号,提出基于SW统计量的自适应时频峰值滤波降噪方法(S-TFPF).在S-TFPF方案中,对于有效信号集中区,S-TFPF方法根据信号频率特征,选择有利于信号保持的较短时窗长度;对于噪声集中区,按噪声方差自适应增加时窗长度,增强随机噪声压制能力.S-TFPF应用于合成记录和共炮点记录的滤波结果表明,与传统时频峰值滤波方法相比,S-TFPF方法可以有效抑制低信噪比地震勘探记录中的随机噪声,更好地恢复出同相轴.

基于时频峰值滤波的电力线通信噪声消除方法

为了克服电力线通信系统(PLC)中存在的大量噪声,改善低信噪比情况下电力线通信系统通信质量,提高电力线通信系统可靠性,引入时频峰值滤波(TFPF)算法作为电力线通信系统的噪声消除技术。时频峰值滤波算法通过频率调制将电力线含噪信号调制成解析信号的瞬时频率,利用解析信号的Wigner-Ville分布的峰值进行瞬时频率估计,从而恢复有效信号。针对电力线通信系统信号的非线性特性,利用加窗的Wigner-Ville分布实现TFPF。实验证明,在低信噪比情况下,该方法可以有效地消除电力线通信系统噪声,降低误码率(BER),提高通信质量。

压制空间非平稳地震勘探随机噪声的ROAD径向时频峰值滤波算法

径向时频峰值滤波算法是一种有效保持低信噪比地震勘探记录中反射同相轴的随机噪声压制方法,但该算法对空间非平稳地震勘探随机噪声压制效果不理想.本文研究空间非平稳地震勘探随机噪声,即各道噪声功率不同的地震勘探随机噪声,其在径向滤波轨线上表征近似脉冲噪声,在径向时频峰值滤波过程中干扰相邻道滤波结果.为了减小空间非平稳随机噪声的影响,本文提出一种基于绝对级差统计量(ROAD)的径向时频峰值滤波随机噪声压制方法.该方法首先根据径向轨线上信号的绝对级差统计量检测空间非平稳地震勘探随机噪声,然后结合局部时频峰值滤波和径向时频峰值滤波压制地震勘探记录中的随机噪声.将ROAD径向时频峰值滤波方法应用于合成记录和实际共炮点地震记录,结果表明ROAD径向时频峰值滤波方法可以压制空间非平稳地震勘探随机噪声且不损害有效信号,有效抑制随机噪声空间非平稳对滤波结果的影响.与径向时频峰值滤波相比,ROAD径向时频峰值滤波方法更适用于空间非平稳地震勘探随机噪声压制.

时频峰值滤波信号增强方法在实际地震资料处理中的应用

在不损失有效信号能量的基础上从低信噪比地震资料中恢复出有效信息是地震资料处理的关键问题之一。针对这一问题利用基于伪Wigner-Ville分布的时频峰值滤波技术处理共炮点地震记录。基于伪Wigner-Ville分布的时频峰值滤波技术可以保证得到复杂地震记录的无偏估计,增强地震资料中的有效信息,去除随机噪声,有效地恢复同相轴。采用实际共炮点地震资料,比较时频峰值滤波前后的地震记录可以看出:地震资料中的有效信息明显增强,同相轴连续性得到改善。

时频峰值滤波去噪技术及其应用

本文将时频峰值滤波（TFPF）去噪技术应用于共炮点地震资料的随机噪声压制．时频峰值滤波技术是通过频率调制将信号调制成解析信号的瞬时频率，利用解析信号的Wigner-Ville分布的峰值进行瞬时频率估计，恢复有效信号，与其它去噪方法相比，TFPF具有在较少的约束条件下压制强随机噪声的优点．本文针对实际地震资料的非线性特性，利用加窗的Wigner-Ville分布实现TFPF，使得地震信号在一个窗长内近似满足线性瞬时频率条件，减小由地震信号非线性引起的偏差．本文对共炮点地震记录做时频峰值滤波处理，滤波结果表明在地震勘探资料中存在强随机噪声的情况下，利用局部线性化处理的时频峰值滤波技术可以有效地压制地震资料中的随机噪声，恢复出湮没在随机噪声中的地震反射信号．信噪比提高3～6dB．

减小离散误差的时频峰值滤波算法

提出减少时频峰值滤波分段点处阶跃误差的改进方法。经过研究时频峰值滤波在频率调制和时频平面峰值滤波时产生的离散误差以及尺度变换方式,发现分段点处阶跃误差与离散傅里叶变换的长度成反比,且与零点在尺度变换后产生的不确定值有关。提出基于定零点尺度变换的时频峰值滤波,在信号尺度变换时将零点变换到瞬时频率区间上的固定值,使各段时频峰值滤波零点偏移量一致,从而消除分段点处的阶跃误差。仿真实验和实际地震信号时频峰值滤波处理结果表明,改进的时频峰值滤波算法能够有效消减随机噪声,减少分段滤波在分段处的阶跃。

基于模糊多级时频峰值滤波消减地震勘探随机噪声

为解决时频峰值滤波采用单一窗长无法同时压制随机噪声和保留信号特征的问题,需要针对信号和噪声设置不同长度的窗函数,提出一种基于模糊判别的多级窗长时频峰值滤波方法。该方法结合模糊判决准则,根据地震信号局部时变特征模糊判定地震图像中各像素隶属于有效信号和随机噪声的程度。对于模糊分段后的信号和噪声,分别根据信号频率特征和噪声强度设置多级时频峰值滤波窗长时频峰值滤波算法,在噪声区域采用较长的窗长以压制随机噪声,在信号部分采用较短的窗长以保持地震信号的细节。将模糊多级时频峰值滤波应用于合成记录和共炮点地震勘探记录,结果表明,改进的方法增强了时频峰值滤波算法保持信号特征的能力,能够有效提高地震勘探图像的信噪比。

平行径向道时频峰值滤波消减地震资料的随机噪声

针对传统时频峰值滤波(TFPF)算法在消减地震勘探资料中的随机噪声时,容易引起有效信号波峰和波谷处的误差问题,提出了平行径向道TFPF方法。该方法将地震信号从炮检距-双程旅行时域变换到视速度-双程旅行时域后,沿时空域径向道方向进行TFPF。讨论了不同径向道轨线对TFPF无偏估计的影响,并对人工合成的地震记录进行了仿真试验,将沿不同轨线的平行径向道TFPF与传统TFPF结果进行比较。结果表明:所选轨线平行于同相轴或与之夹角很小时,可使信号在一个TFPF时窗内更好地满足无偏估计的条件,从而减小了滤波后波峰及波谷处的误差,使本文方法具有更好的保幅性,其信噪比较传统TFPF算法提高了5dB左右,通过对实际地震记录的仿真,证明了该方法的实用性。

自适应窗长径向时频峰值滤波算法压制地震勘探随机噪声

提出了自适应窗长径向时频峰值滤波的算法,用结构张量的特征值自适应调整径向时频峰值滤波窗长,该方法通过分析地震资料的平坦区域和信号区域,在噪声区域采用延长窗长以更好地压制随机噪声,在信号区域缩短窗长从而减小信号失真。模拟地震记录和实际地震勘探记录结果表明:本文方法能够有效压制低信噪比地震勘探资料中的随机噪声,在同相轴的细微结构变化部分具有更优的信号保持能力。

用时频峰值滤波去除多普勒频率估计野值点的方法

研究去除多普勒频率估计野值点的方法.在分析多普勒频率估计野值点的成因和特点的基础上,对含有野值点的多普勒频率估计按比例调整到适当的频率范围内,用时频峰值滤波方法对其进行处理,恢复原多普勒频率比例尺度,从而达到去除野值点的目的.实验结果表明,选择较小窗长的伪Wigner-Ville分布,一次迭代就可有效地去除多普勒频率估计中的野值点,对后续的脱靶量参数估计没有任何不利影响,方法简单可靠.

基于自适应时频峰值滤波的光纤陀螺去噪算法

为减小光纤陀螺输出信号噪声、提高惯导系统精度，提出了光纤陀螺信号自适应时频峰值滤波算法。对光纤陀螺信号进行初始变换并调制，采用伪 Wigner-Ville 分布对调制信号进行时频分析，给出了一种自适应的伪 Wigner-Ville 分布最优窗长获取准则，通过局部峰值搜索实现编码信号的瞬时频率估计进而还原出有用信号，实现了光纤陀螺噪声的去除。详细对比了小波方法与自适应时频峰值滤波算法并分析了两者的去噪效果。仿真结果和实际数据验证表明：自适应时频峰值滤波算法能有效减小光纤陀螺输出噪声，信噪比比小波滤波改善1~3 dB；特别对于高动态信号，该算法滤波后的信号能够有效地跟踪原始信号。

基于CEEMDAN的时频峰值滤波微地震随机噪声压制方法

微地震监测被广泛应用于非常规油气勘探领域,促进油气的增储和高效开采。由于微地震数据具有非平稳性,现行去噪方法的效果并不理想。文中提出一种基于样本熵(SE)自适应白噪声完整集合经验模态分解(CEEMDAN)的时频峰值滤波(TFPF)方法,压制微地震数据中的噪声,保留有效信号幅值。原始微地震数据经CEEMDAN分解为若干个本征模态分量IMFs;通过计算IMF的样本熵将IMF划分为需滤波和存留的两个组分,对需TFPF滤波的IMFs逐一选择时窗长度进行滤波;将处理后的IMFs与不需处理的IMFs重构即可得最终滤波信号。理论模型与实际数据均证明,所提方法噪声压制效果优于传统EMD和固定时窗的TFPF去噪方法。

基于端点检测的时频峰值滤波动液面提取技术

油套环空中会产生各种噪声,使测得的液面反射信号非常复杂,真实的液面反射波位置因受到干扰而无法准确辨识。采用时频峰值滤波(TFPF)技术结合语音信号处理中的端点检测(VAD)方法可对动液面波进行有效提取。VAD-TFPF技术先采用短时能量和过零率的双门限VAD方法对声波法测油井信号进行划分,判断出有效信号数据段和接近于零值的数据段,然后采用不同窗长的TFPF分别对两种数据段进行滤波处理。通过对不同噪声强度下的实测数据进行滤波实验与分析,可知该项新技术较之于小波阈值滤波方法对动液面波的辨识能力更强,无论是对背景噪声的压制还是对有效波的提取都表现出更优越的性能。

时频峰值滤波调频指数的斜率变换法

相较于前人在时频峰值滤波(Time-Frequency Peak Filtering)中以常数表示的调制指数,为进一步明确该参数的作用及选取方向,从其物理意义出发提出了一种基于信号自身线性部分极值的估计方法。本质上来说当所求信号在时域内是线性变化时,时频峰值滤波法能有效地消除加性高斯白噪并保留有用信号。计算结果显示在信噪比相对较高的情况下与现有方法相比,基于线性极值估计方法的斜率变换法算例提供了良好的滤波效果,且证明计算效率与已有方法相当。为时频峰值滤波更好地在地震资料处理上应用提供了一种可供选择的途径。

基于时-频峰值滤波的车辆振动信号随机噪声消减技术研究

在时-频峰值滤波理论的基础上,提出了振动信号的噪声消减模型和误差控制方法,构建了信号估计误差与窗函数最大长度的关系。在许可估计误差为2%的情况下,对车辆实际线路动力学试验采集得到的振动信号进行噪声消减处理,结果表明,时-频峰值滤波能够很好地消减噪声,增强信号,是一种能有效消减振动信号中随机噪声的滤波方法。

地震资料中随机强噪声压制——时频峰值滤波

时频峰值滤波对于地震资料中随机强噪声具有高效的压制能力.针对实际地震资料其平稳高斯白噪假设无法满足的现实,结合理论证明与合成地震资料检测,认识到时频峰值滤波后对不同强度的白、色噪声均具有很强的压制能力,但存在有效信号"零漂"现象,这种"零漂"现象与随机噪声平均功率和方差无关,却与均值有关.进而考虑实际地震资料中局部线性化不绝对满足的情况,以三角波为例研究了时频峰值滤波后有效信号的波形"变形"特征,发现有效三角波信号可能存在频带过补偿现象,且这种过补偿现象具有非对称性并与时变曲率密切相关.这些结果为进一步完善时频峰值滤波指明了方向.

基于峰值预滤波次级通道在线建模的主动噪声控制系统

传统白噪声激励在线建模主动噪声控制(ANC)系统,次级通道对激励源的响应在一定程度上会干扰控制滤波器的迭代,而且会增大系统收敛后的声场能量。针对这一问题,一种新的、用于窄带噪声抵消的在线建模ANC系统被提出:利用峰值滤波器对真实次级通道进行重构,新的传递函数能够不失真地重现待抵消噪声所在频段的次级通道频率响应,并对其它频段进行抑制。最后利用该系统对舰船辐射线谱噪声进行了主动控制计算机仿真试验。结果表明:该系统简化了次级通道的传递函数,减少了白噪声对控制滤波器的干扰,提高了系统性能,并降低了系统收敛后的声场残余能量。

基于时频峰值的光纤陀螺仪信号滤波算法

为了减小光纤陀螺仪输出信号误差,采用时变窗长的时频峰值滤波算法对光纤陀螺仪信号进行去噪处理。该方法将信号编码调制成单位幅值的解析信号,采用时变的伪Wigner-Ville分布算法对解析信号进行瞬时频率估计,提取每个时刻在最优窗长下的频率峰值作为该时刻的瞬时频率估计值从而恢复有效信号,实现了光纤陀螺仪噪声的去除。为了验证算法的性能,搭建了光纤陀螺仪信号采样系统,分别采用固定窗长的时频峰值滤波、小波基sym6最大最小值阀值滤波和时变窗长时频峰值滤波算法对陀螺仪信号进行去噪处理实验,结果表明:时变窗长时频峰值滤波算法能有效地减小光纤陀螺仪的输出误差,提高信噪比3~6 dB,该算法滤波后的信号能有效地跟踪原始信号,具有良好的动态性。